[发明专利]自动铺设预浸丝的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动铺设预浸丝的方法和设备。

背景技术

先进复合材料具有高比强度、高比模量的特点，使其在满足同等强度要求的前提下，相对于传统材料显著的减轻了结构质量，其地位已经获得航空航天界的一致认可。而复合材料自动铺设预浸丝的技术具有成型精度高、曲面适应性强、铺放自由度大等优点，并且能够实现预浸丝独立的切割、重送与压实等功能，特别适合于大曲率复杂曲面的大型复合材料构件精密自动化成型制造。但其在铺放具有大折边的模具时，如翼梁等，压辊一端会翘起，导致已铺放好的预浸丝被拉起，令一端无法紧贴模具，导致预浸丝无法被压实到模具表面，严重影响铺丝质量。

参见图1和图2，公开了一种以现有的自动铺设预浸丝的设备的滚压装置在模具上铺丝的情形。其中，该滚压装置具有铺丝头101和压辊102，该模具具有第一表面104和第二表面106，其中第一表面104和第二表面106具有共同的折边112，两个表面呈一定角度。当从第一表面104向第二表面106铺丝时，压辊102压着预浸丝108沿着第一表面104前进以压实预浸丝108。当该压辊102的中心110前进到折线112时，该压辊102会翻折，同时，其一端会翘起，如图2所示，这会使得已铺放好的预浸丝的一部分114被拉起，与此同时，由于压辊102的另一端无法紧贴模具从而导致预浸丝的另一部分116无法被压实。上述情形会严重地影响到铺丝的质量。

发明内容

为了解决压辊遇到折边时翘起而导致预浸丝无法压实的技术问题，本发明公开了一种自动铺设预浸丝的方法，其用于对模具的相邻的第一表面和第二表面铺丝，所述方法包括如下步骤：

(a)主压辊压置预浸丝并在第一表面上前进，以使预浸丝在纵向上完全铺设在第一表面上；

(b)主压辊压置预浸丝并离开第一表面，并在第一表面的切向方向上继续前进，以使预浸丝在横向上完全延伸出第一表面；

(c)主压辊压置延伸出第一表面的预浸丝在第二表面上；

(d)辅助压辊压实延伸出第一表面的预浸丝在第二表面上。

具体地，在步骤(b)中，所述主压辊压置预浸丝并离开第一表面的初始离开位置为当主压辊的中心落在第一表面和第二表面的交线时所述主压辊的所处的位置；所述主压辊在第一表面的切向方向上继续前进的距离为W/(2*tgθ)的距离，其中，W表示所述主压辊的宽度，θ表示所述预浸丝与所述交线的角度。

具体地，在步骤(d)中，所述辅助压辊由气缸驱动。

本发明还公开了一种自动铺设预浸丝的设备，其包括滚压装置，所述滚压装置具有铺丝头、主压辊、辅助压辊和驱动机构，其中，所述主压辊通过固定到所述铺丝头上的主压辊轴定位，所述辅助压辊由固定到所述驱动机构一端的辅助压辊轴定位，所述驱动机构的另一端固定到所述铺丝头上。

具体地，所述驱动机构为可上下驱动的气缸。

具体地，所述主压辊和所述辅助压辊之间的距离被配置为：当对模具的相邻的第一表面和第二表面铺丝时，不小于W/tgθ的距离；其中，W表示所述主压辊的宽度，θ表示所述第一表面和所述第二表面的交线与所述预浸丝之间的角度。

具体地，辅助压辊的宽度与所述主压辊的宽度相同。

应用本发明的自动铺设预浸丝的方法以及设备，能够实现对位于模具折边处的预浸丝的平整铺放。

附图说明

为了解释本发明，将在下文中参考附图描述其示例性实施方式，附图中：

图1示意性地示出了现有技术中的自动铺丝装置的滚压装置；

图2示出了以图1所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图；

图3示意性地示出了本发明的自动铺丝装置的滚压装置；

图4示出了以图3所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图，其中，该滚压装置对模具的第一表面进行铺丝；

图5示出了以图4所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图，其中，该滚压装置沿模具的第一表面的切线方向继续前进；

图6示出了以图5所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图，其中，该滚压装置的主压辊使预浸丝覆盖到第二表面但并未压实；

图7示出了以图6所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图，其中，该滚压装置的辅助压辊下压；

图8示出了以图7所述的滚压装置对相邻且有角度的两个表面铺丝的示意图，其中，该滚压装置的辅助压辊使预浸丝压实；